斯坦福大学崔屹、秦健ACS Energy Lett.：利用阴离子多样性构建高熵第二溶剂化层的水系锌离子电解质

背景：水系锌离子电池因锌负极低还原电位、高体积容量、无毒且易制备等优势，被视为锂离子电池的潜在替代品，但其发展受析氢反应、锌负极腐蚀、电解液电化学稳定窗口窄等问题制约。现有策略如界面工程、有机共溶剂或高盐浓度电解液等常伴随离子电导率下降的弊端，且高熵电解质研究多聚焦于第一溶剂化层。研究目的：斯坦福大学崔屹、秦健团队旨在开发一种新型电解液设计策略，通过复配多种锌盐在第二溶剂化层构建高熵环境，以提升锌离子传输动力学、抑制析氢反应，从而突破水系锌离子电池的性能瓶颈。结论：该研究成功设计出高熵电解液体系，通过提升第二溶剂化层构型熵，弱化了氢键网络、破坏了析氢反应的质子转移路径，显著提高了离子电导率、锌离子扩散系数和循环寿命。在对称电池、半电池及全电池测试中均表现出优异的性能，证实调控第二溶剂化层熵是提升电池性能的有效途径，为相关技术发展提供了变革性思路。